重庆理工大学机械设计课程设计
计 算 及 说 明 因已知道小齿轮的分度圆直径为结 果 d1=50mm 而 Ft1=2T=2067.2N dFt1=2067.2N Fr1=Fttanα=752.4N nFr1=752.4N 圆周力Ft1，径向力Fr1的方向如下图所示。 3、轴的结构设计 1）拟定轴上零件的装配方案 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮轴的轮齿段 6—密封盖 7—轴承端盖 8—轴端挡圈 9—半联轴器 2）确定轴各段直径和长度 1从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联○接，则轴应该增加5%，取Φ=22mm，根据计算转矩TC=KA×TI=1.3×52.2=67.86Nm，查标准GB/T 5014—1986，选用YL6型凸缘联D1=24mm 轴器，半联轴器长度为l1=52mm,轴段长L1=50mm 2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径 ○L1=50mm 21
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计 算 及 说 明 取Φ30mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要结 果 D2=30mm 求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该 L2=74mm 段长为L2=74mm 3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则○ D3=35mm 轴承有径向力，而轴向力为零，选用6207型轴承，其尺寸为d L3=20mm ×D×B=35×72×17，那么该段的直径为Φ35mm，长度为L3=20mm 4右起第四段，○为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动D4=Φ45mm 轴承的内圈外径，取D4=Φ45mm，长度取L4= 22.5mm L4= 22.5mm 5○右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径 为Φ54mm，分度圆直径为Φ50mm，齿轮的宽度为55mm，则，此D5=Φ54mm L5=55mm 段的直径为D5=Φ54mm，长度为L5=55mm 6右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚○D6=Φ45mm L6= 22.5mm 动轴承的内圈外径，取D6=Φ45mm 长度取L6= 22.5mm 7右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ ○D7=Φ35mm，L7=18mm 35mm，长度L7=20mm 4、求轴上的的载荷 1）根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位臵，建立力学模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =1033.6N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0 RA=RB =1033.6N 22
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计 算 及 说 明 那么结 果 RA’=RB’ =Fr/2=376.2N 2） 作出轴上各段受力情况及弯矩图 RA’=RB’ 376.2 N 3） 判断危险截面并验算强度 1右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段○相差不大，所以剖面C为危险截面。 已知MeC2=70.36Nm ,由课本表15-1有: ［σ-1］=60Mpa 则： 23
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计 算 及 说 明 σe= MeC2/W= MeC2/(0.1〃D43结 果 ) =70.36×1000/(0.1×453)=7.72<［σ-1］ 2右起第一段○D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面： σe= MD/W= MD/(0.1〃D13) =35.4×1000/(0.1×24)=25.61 Nm<［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 （二）、减速器输出轴（II轴） 1、初步确定轴的最小直径 选用45#调质，硬度217--255HBS 轴的输入功率为PI=5.04KW 3 转速为nI=269.66r/min 根据课本P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115 d≥A3·0PnⅠ?115?35.04269.66?30.52mm d ≥30.52mm 2、求作用在齿轮上的受力 因已知道大齿轮的分度圆直径为d2=180mm 而 Ft1=2Td=1963N nFr1=Fttanα=714.5N 圆周力Ft1，径向力Fr1的方向如下图所示。 Ft1=1963N Fr1=714.5N 24
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计 算 及 说 明 3、轴的结构设计 结 果 1）拟定轴上零件的装配方案 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮 4—套筒 6—密封盖 7—键 8—轴承端盖 9—轴端挡圈 10—半联轴器 2）确定轴各段直径和长度 1从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，○ 则轴应该增加5%，取Φ32mm，根据计算转矩TC=KA×TⅡ=1.3×178.45=231.99N.m，查标准GB/T 5014—1985，选用HL2型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=82mm,轴段长L1=80mm 2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取○D1=32mm L1=80 Φ40mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，D2=Φ40mm 取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=74mm 3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则 ○ L2=74mm 25